2024工业级光源器选型白皮书：从机器视觉到高精密照明的技术解析

在现代工业自动化中，光源器（亦称投光器或光源设备）被誉为工业相机的“眼睛”。无论是精密零件的表面缺陷检测，还是高端半导体制造中的光刻工艺，光源器的质量直接决定了成像的对比度与系统的稳定性。

一、光源器在工业自动化中的核心价值

光源器的基本原理是通过特定的光谱与照射角度，突出目标特征并抑制背景干扰。在机器视觉检测流程中，图像采集（工业相机+特定光源）是首要环节。合适的光源能显著提升图像预处理效率，降低算法复杂度。例如，在检测高反光产品边缘时，同轴光源（CO3系列）与平行同轴光源的选择差异，直接影响到Mark点的识别精度 [1][3]。

二、光源器件的分类与结构深度解析

工业光源器件主要根据发光原理和应用场景进行分类：

1. LED类光源：目前机器视觉领域的主流。LED发光二极管将电能转化为光能，具备长寿命、高稳定性的特点。常见形态包括环形光源（用于普通照明）、低角度环形光源（用于边缘提取）及条形光源 [7][9][15]。
2. 光纤光源器：作为光纤照明系统的核心，通常由发光器、发光导体及终端附件组成，广泛应用于精密仪器照明及博物馆等特殊环境 [11]。
3. 前沿技术：EUV光源：在极紫外光刻领域，光源技术分为激光等离子体（LPP）和放电等离子体（DPP）。目前主流方案为LPP，而哈工大等机构在DPP方案上的功率突破，正不断刷新该领域的性能极限 [4][5][8]。

三、光源控制器的作用：从原理图到精准调光

光源控制器（Light Source Controller）是光源器的核心驱动力。其主要功能包括：

• 亮度调节：通过PWM或模拟电流控制LED亮度。
• 触发控制：同步相机快门，实现频闪照明以降低功耗并延长光源寿命 [13]。
• 接线与调试：在实际应用中，工程师需参考光源控制器说明书和接线图，确保OPT光源控制器或康视达控制器与PLC、工业相机之间的信号匹配 [12][15]。

四、主流品牌分析：OPT、康视达与海康的选择逻辑

在品牌选择上，市场已形成梯队化布局：

• OPT（奥普特）：行业标杆。其OPT光源官网提供了详尽的非标定制方案，涵盖光源检测工具与全系列机器视觉软件。适合对成像质量要求极高的精密检测项目 [13]。
• 康视达（CST）：国内知名成像解决方案商。在标准光源、线光源、紫外光源（UV）及光源控制器领域具有极高的性价比，是大众化自动线体的首选 [15]。
• 海康（Hikvision）：依托强大的视觉生态，海康光源控制器在智能化集成方面表现优异，常与海康智能读码器或SC系列相机配套使用 [10][13]。

五、总结：如何实现最优的光源检测方案

在选型光源器时，首要任务是明确检测环境与对象材质。对于黑色高反光面，建议采用平行同轴光源以抑制眩光；对于结构复杂的工件，则需考虑通过COMSOL等多光源激励设置进行模拟仿真，以确定最佳安装位置 [3][10]。最终，优秀的方案应是“光源器+控制器+镜头”的深度协同 [7]。